CN203768774U - 一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器，包括：伸缩杆支撑层、若干电动伸缩杆、橡胶柔性板、若干刚性滚轮和设备刚性支架；其中，若干刚性滚轮的两端与设备刚性支架活动连接，且每两个刚性滚轮在水平方向相接触，若干刚性滚轮中至少有一个为主动轮，伸缩杆支撑层设置在若干刚性滚轮的周向，其上均匀固定有若干电动伸缩杆，若干电动伸缩杆通过数据连接线与计算机相连，橡胶柔性板设置在若干电动伸缩杆的周向。本实用新型用于对现有的激光车辙检测设备进行精度标定，进而对现有检测设备进行改进或校准。
Description
【技术领域】
本实用新型属于道路工程技术领域，具体涉及一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器。
【背景技术】
近年来，随着我国高速公路和交通量迅速增长，车辆渠道化行驶以及重载、超载问题日益突现，车辙已经成为我国高速公路沥青路面的一种主要破坏形式。我国《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007）和《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ073.2-2001）均将车辙深度检测作为路面检测的重要部分。
目前，我国车辙检测主要方法分为人工检测法和自动化检测法。人工检测法主要是3m直尺法，自动化检测法主要为超声波检测法和激光车辙检测法。其中，3m直尺法人为因素影响较大并且数据不具备代表性，而超声波车辙测试设备由于单个传感器精度低于激光传感器，路面检测的宽度小于传感器检测梁的宽度，传感器的安装要求严格，受外界影响大，只能垂直向下，因此并没有在我国普及应用。
近几年来，我国广泛应用的是多点激光技术，该技术不受光照、天气等的影响，在激光探头数量较多时，能较为真实地反映道路横断面情况，车辙深度的检测结果也较为精确；许多高校和科研单位在激光车辙检测技术领域开展了大量的研究和实践，并研发了多种类型的激光车辙检测设备，例如交通部公路科学研究院的激光路况快速检测系统（CICS），长安大学的31路激光位移传感器路面车辙检测车，南京比奇科技有限公司的JG-1型激光路面状况检测系统，以及武大卓越科技有限责任公司的智能道路检测车等。
虽然激光检测设备有抗干扰性强等优点，但其检测精度会受到激光探头数量、安装位置、检测车横向偏移等的影响。有研究表明，9点式激光检测仪对车辙深度的检测误差达到了29.3%，而13点式激光检测仪的车辙检测误差仍较高，为14%。
因此，有必要对目前的激光车辙检测仪器作精度标定，这样可在很大程度上减小车辙检测仪器的检测误差。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器，包括：伸缩杆支撑层、若干电动伸缩杆、橡胶柔性板、若干刚性滚轮和设备刚性支架；其中，若干刚性滚轮的两端与设备刚性支架活动连接，且每两个刚性滚轮在水平方向相接触，若干刚性滚轮中至少有一个为主动轮，伸缩杆支撑层设置在若干刚性滚轮的周向，其上均匀固定有若干电动伸缩杆，若干电动伸缩杆通过数据连接线与计算机相连，橡胶柔性板设置在若干电动伸缩杆的周向。
本实用新型进一步改进在于，两端的刚性滚轮（5）中至少有一个为主动轮。
本实用新型进一步改进在于，还包括用于对该车辙形态模拟器进行平整度校准得水准气泡仪。
本实用新型进一步改进在于，电动伸缩杆的伸缩行程范围为0-10cm。
本实用新型进一步改进在于，电动伸缩杆采用YNT-03型电动伸缩杆。
本实用新型进一步改进在于，相连两个电动伸缩杆之间的间距为1-5cm。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1、可以对现有的激光车辙检测设备进行精度标定，进而对现有检测设备进行改进或校准；
2、可以通过车辙在柔性板上左右位置的变化模拟车辙检测设备在道路上的横向偏移，进而求得横向偏移的影响；
3、可以标定除车辙深度外的其他指标，例如车辙宽度、车辙长度、车辙辙槽侧壁倾角、车辙辙槽侧壁的平整度和车辙辙槽的平均曲率半径等指标；
4、可以用于实验室车辙形态模拟和车辙数据分析。
【附图说明】
图1为规范中所列的现行车辙的7种标准形态，作为检测设备标定的7中标准车辙模拟横断面形态。
图2为本实用新型的工作流程示意图。
图3及图4为本实用新型利用车辙模拟器进行检测设备标定的两种实施状态示意图。
图5为本实用新型中车辙模拟器的内部结构示意图。
其中：1为数据连接线、2为伸缩杆支撑层、3为电动伸缩杆、4为橡胶柔性板、5为刚性滚轮、6为刚性滚轮与设备刚性支架的连接螺丝、7为预标定的车辙检测设备、8为设备刚性支架、9为水准气泡仪、10为激光检测设备在车辙模拟器上的检测点。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
参见图3至图5，本实用新型一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器，包括：伸缩杆支撑层2、若干电动伸缩杆3、橡胶柔性板4、若干刚性滚轮5和设备刚性支架8；其中，若干刚性滚轮5的两端与设备刚性支架8活动连接，且每两个刚性滚轮5在水平方向相接触，若干刚性滚轮5中至少有一个为主动轮，伸缩杆支撑层2设置在若干刚性滚轮5的周向，其上均匀固定有若干电动伸缩杆3，若干电动伸缩杆3通过数据连接线1与计算机相连，橡胶柔性板4设置在若干电动伸缩杆3的周向。此外，还包括用于对该车辙形态模拟器进行平整度校准得水准气泡仪9。
其中，电动伸缩杆3采用YNT-03型电动伸缩，其伸缩行程范围为0-10cm，且相连两个电动伸缩杆3之间的间距为1-5cm。
本实用新型通过计算机对电动伸缩杆3进行控制来使橡胶柔性板4进行形变，进而产生类似于车辙形态（如图1所示）的目的。通过伸缩杆支撑层2带动电动伸缩杆3和橡胶柔性板4在刚性滚轮5上的转动来模拟现场车辙检测动态过程，将车辙检测数据与计算机模拟数据进行对比分析，可得出现行预标定的车辙检测设备7的精度并对现行预标定的车辙检测设备7进行改进。
本实用新型整个仪器的尺寸为长×宽×高=4m×1m×1m。伸缩杆支撑层2上方纵、横向均布设了YNT-03型电动伸缩杆，横、纵向间距为1-5cm，电动伸缩杆3伸缩行程范围为0-10cm，其底部通过数据线由计算机进行控制，最大负荷为1500N，输入电压为12/24V DC。
一般车辙断面形态有7种形式，如图1所示。工作人员在车辙标定过程中，可根据实际情况从中选取几种断面形式进行模拟标定。参见图2本实用新型选取第7种断面形态进行模拟，同时对13点车辙激光检测设备进行标定，具体操作步骤如下：
1）调整预标定的车辙检测设备7与车辙形态模拟器之间的位置，使之与实际检测相符；
2）将车辙形态模拟器的若干电动伸缩杆3通过数据连接线1与计算机连接，通过水准气泡9对车辙形态模拟器进行平整度校准。开启车辙形态模拟器，车辙形态模拟器所用电源均由计算机提供；
3）工作人员通过计算机模拟不同车辙形态，并将控制信号通过数据连接线1传至车辙模拟器的电动伸缩杆3，此时，各个电动伸缩杆3会自动作伸缩调整以使橡胶柔性板4模拟不同的车辙形态，同时不同电动伸缩杆3的伸缩量数据均可显示在计算机上，能够模拟最深10cm的车辙；
4）根据《公路路基路面现场测试规程》中“T0973-3”所规定的7种车辙常见模式（如图1所示）计算，通过计算机分析不同伸缩杆3的伸缩量数据，可以得到模拟的车辙最大深度、车辙宽度和长度、车辙辙槽侧壁倾角等等；
5）待橡胶柔性板形变稳定后，工作人员打开预标定的车辙检测设备7，对车辙模拟器上模拟的车辙三维形态进行检测，通过刚性滚轮5，伸缩杆支撑层2带动电动伸缩杆3和橡胶柔性板4在滚轮上转动，模拟现场车辙检测动态过程，滚动速度可由计算机进行调控。此外，为使车辙检测精度提高，同一车辙形态当伸缩杆支撑层2沿刚性滚轮5滚动检测完一圈，应再重复上述步骤测量至少两次以上；
6）将检测的车辙深度数据与计算机模拟数据进行对比，若检测数据与模拟数据的误差不超过5%，那么可说明该车辙检测器的精度已达到工程检测要求；若误差超过5%，该车辙检测器的精度无法满足工程检测要求，需要对车辙检测仪器进一步进行改进；
7）对改进后的检测器7重新按照上述步骤进行标定，直至检测精度合格为止。本次车辙深度标定结果如表1所示：
表1：检测数据与模拟数据的对比分析（单位：mm）
另外，对于车辙检测设备横向偏移的影响，模拟实施过程如下：
1）按照上述7个步骤进行车辙形态模拟及检测设备标定，如图3所示，其中，10为激光检测设备在车辙模拟器上的检测点；
2）再次按照上述7个步骤模拟同一车辙形态，在横断面方向上偏移距离d1、d2、d2……，模拟车辆在道路行驶中的偏移，如图4所示；
3）对比多次测量的结果，并结合偏移距离d进行分析，研究车辆偏移对车辙测量的影响。
Claims (6)
1.一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器，其特征在于，包括：伸缩杆支撑层（2）、若干电动伸缩杆（3）、橡胶柔性板（4）、若干刚性滚轮（5）和设备刚性支架（8）；其中，若干刚性滚轮（5）的两端与设备刚性支架（8）活动连接，且每两个刚性滚轮（5）在水平方向相接触，若干刚性滚轮（5）中至少有一个为主动轮，伸缩杆支撑层（2）设置在若干刚性滚轮（5）的周向，其上均匀固定有若干电动伸缩杆（3），若干电动伸缩杆（3）通过数据连接线（1）与计算机相连，橡胶柔性板（4）设置在若干电动伸缩杆（3）的周向。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器，其特征在于，两端的刚性滚轮（5）中至少有一个为主动轮。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器，其特征在于，还包括用于对该车辙形态模拟器进行平整度校准得水准气泡仪（9）。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器，其特征在于，电动伸缩杆（3）的伸缩行程范围为0-10cm。
5.根据权利要求1所述的一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器，其特征在于，电动伸缩杆（3）采用YNT-03型电动伸缩杆。
6.根据权利要求1所述的一种用于激光车辙检测设备精度标定的车辙形态模拟器，其特征在于，相连两个电动伸缩杆（3）之间的间距为1-5cm。
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